清華新聞網(wǎng)3月22日電 癌癥免疫療法的臨床經(jīng)驗(yàn)揭示重塑腫瘤微環(huán)境的抗癌特征對(duì)于控制腫瘤具有重要作用。已有免疫療法主要集中在對(duì)CD8+T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的改造。近些年研究揭示B淋巴細(xì)胞在多種癌癥發(fā)生發(fā)展中呈現(xiàn)不一致性的功能，這揭示針對(duì)B細(xì)胞不同功能亞群的免疫活化和分化的精準(zhǔn)研究可能會(huì)理清矛盾并開(kāi)發(fā)新型高效的抗癌療法提供新思路。
清華大學(xué)生命學(xué)院劉萬(wàn)里課題組的既往研究發(fā)現(xiàn)，hIgG1-G396R變異體會(huì)使得IgG1記憶性B細(xì)胞抗原受體的胞內(nèi)區(qū)酪氨酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基序和Src家族酪氨酸激酶Lyn的親和力增加，降低IgG1記憶性B細(xì)胞的活化閾值?；诖?，劉萬(wàn)里課題組與北京大學(xué)人民醫(yī)院申占龍課題組通力合作，發(fā)現(xiàn)hIgG1-G396R純合基因型的腫瘤患者具備明顯改善的預(yù)后生存。
為解析hIgG1-G396R在抵御結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展中的分子機(jī)制，劉萬(wàn)里課題組構(gòu)建mIgG2c-G400R基因敲入小鼠（mIgG2c-G400R-KI小鼠），發(fā)現(xiàn)mIgG2c-G400R-KI小鼠的皮下接種腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)受到了明顯的抑制；化學(xué)誘變炎癥型原發(fā)結(jié)直腸癌模型中，mIgG2c-G400R-KI小鼠也展示出明顯減輕的病理表型，結(jié)腸腫瘤數(shù)量少、尺寸小。免疫機(jī)制探索發(fā)現(xiàn)mIgG2c-G400R-KI小鼠產(chǎn)生了顯著高于WT小鼠的IgG2亞型的腫瘤相關(guān)抗體水平，且腫瘤組織中具有更高水平的IgG2c+漿細(xì)胞浸潤(rùn)。
為了更深入研究記憶性B細(xì)胞抗原受體活化的分子機(jī)制，劉萬(wàn)里課題組進(jìn)一步構(gòu)建了mIgG2c胞內(nèi)區(qū)缺失型小鼠，進(jìn)而在三類(lèi)不同的記憶性B細(xì)胞抗原受體膜聯(lián)抗體重鏈胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)區(qū)基因修飾小鼠中，接種表達(dá)OVA抗原的腫瘤細(xì)胞，后續(xù)分析發(fā)現(xiàn)腫瘤大小和OVA特異性IgG2c滴度存在顯著負(fù)相關(guān)；mIgG2c-G400R-KI小鼠的脾臟和骨髓中OVA特異性的IgG2c亞型的生發(fā)中心B細(xì)胞、漿細(xì)胞、記憶性B細(xì)胞的比例相比于其他兩類(lèi)基因修飾小鼠都有了顯著上調(diào)。原發(fā)結(jié)腸癌模型中，mIgG2c-G400R-KI小鼠腸系膜淋巴結(jié)和腸道固有層的IgG2c+漿細(xì)胞顯著增加。臨床病人手術(shù)切除樣本分析確認(rèn)hIgG1-G396R純合基因型的腫瘤患者腫瘤中有多的IgG1+漿細(xì)胞和抗體浸潤(rùn)。
IgG1記憶性B細(xì)胞抗原受體膜聯(lián)重鏈hIgG1-G396R變異體重塑結(jié)直腸癌腫瘤微環(huán)境
B淋巴細(xì)胞主導(dǎo)的體液免疫、T淋巴細(xì)胞主導(dǎo)的細(xì)胞免疫以及固有免疫細(xì)胞主導(dǎo)的先天免疫在腫瘤微環(huán)境中一直是相互影響并密切相關(guān)的。為了進(jìn)一步探究上述結(jié)果背后的免疫學(xué)機(jī)制，劉萬(wàn)里課題組發(fā)現(xiàn)在hIgG1-G396R純合基因型腫瘤患者和mIgG2c-G400R-KI小鼠的腫瘤微環(huán)境中，cDC1DC細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)水平和活化水平顯著增加。
通過(guò)與北京大學(xué)張澤民教授和張雷博士合作進(jìn)行結(jié)直腸癌腫瘤組織的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄分析發(fā)現(xiàn)hIgG1-G396R純合基因型患者的腫瘤微環(huán)境中，IgG+漿細(xì)胞、CXCR5+濾泡輔助T細(xì)胞、CXCR6+活化型輔助T細(xì)胞、CD6+腫瘤駐留性CD8+T細(xì)胞和CD160+上皮內(nèi)CD8+T細(xì)胞都得到了上調(diào)，而Treg細(xì)胞和LAYN+耗竭性CD8+T細(xì)胞呈現(xiàn)下調(diào)。前述結(jié)果證明hIgG1-G396R不僅影響了腫瘤組織中漿細(xì)胞的分化和腫瘤特異性抗體的產(chǎn)生，還通過(guò)改變腫瘤患者的免疫微環(huán)境，從而增強(qiáng)癌組織微環(huán)境中的整體性抗腫瘤免疫力。
為探究增強(qiáng)的抗體應(yīng)答如何影響腫瘤微環(huán)境，劉萬(wàn)里課題組發(fā)現(xiàn)G400R小鼠具有更高濃度的抗原特異性抗體而增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬能力，且在G400R小鼠血清中純化得到的IgG包被的腫瘤細(xì)胞可以增強(qiáng)DC細(xì)胞向T細(xì)胞呈遞抗原的能力。最后研究者使用來(lái)源于mIgG2c-G400R小鼠的腫瘤相關(guān)的B細(xì)胞或者抗體進(jìn)行過(guò)繼轉(zhuǎn)移在小鼠腫瘤模型中顯示出治療功效，揭示潛在臨床意義。
3月15日，清華大學(xué)生命學(xué)院/生命中心/免疫所劉萬(wàn)里教授與北京大學(xué)人民醫(yī)院胃腸外科主任醫(yī)師/外科腫瘤研究室申占龍教授合作在國(guó)際著名生物醫(yī)學(xué)雜志《臨床研究期刊》（J Clin Invest）發(fā)表題為“人類(lèi)IgG1的亞洲特異性變體通過(guò)塑造腫瘤微環(huán)境來(lái)抑制結(jié)直腸腫瘤的發(fā)生發(fā)展”（An Asian-Specific Variantin Human IgG1 Represses Colorectal Tumorigenesis by Shaping the Tumor Microenvironment）長(zhǎng)文。
論文從hIgG1-G396R變異體增強(qiáng)記憶性B細(xì)胞的免疫活化和漿細(xì)胞的分化乃至IgG1抗體的產(chǎn)生出發(fā)，開(kāi)展結(jié)直腸癌病人臨床大隊(duì)列臨床相關(guān)性分析，到基于基因修飾小鼠結(jié)合結(jié)直腸癌模型的研究，和基于流式細(xì)胞術(shù)和免疫組化對(duì)腫瘤微環(huán)境細(xì)胞浸潤(rùn)的分析，再到基于激光共聚焦顯微鏡對(duì)細(xì)胞相互作用的解析，最后收尾于臨床樣本單細(xì)胞測(cè)序研究。
這一系列多學(xué)科交叉型研究說(shuō)明hIgG1-G396R是結(jié)直腸癌患者的保護(hù)性預(yù)后因素之一，揭示hIgG1-G396R在結(jié)直腸癌領(lǐng)域具有作為患者預(yù)后指標(biāo)的應(yīng)用潛力，為患者的生存預(yù)測(cè)、用藥指南等提供參考價(jià)值，加深了人們對(duì)記憶性B細(xì)胞在結(jié)直腸癌中的功能和保護(hù)性免疫學(xué)機(jī)制的認(rèn)識(shí)，為臨床不同基因型結(jié)直腸癌患者的預(yù)后水平和臨床病理特征進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)，也為記憶性B細(xì)胞進(jìn)行過(guò)繼轉(zhuǎn)移治療癌癥提供了創(chuàng)新性的研究模式。
劉萬(wàn)里課題組已畢業(yè)楊冰博士、申占龍課題組已畢業(yè)張振博士、劉萬(wàn)里課題組隊(duì)已畢業(yè)陳相軍博士為本文的共同第一作者。清華大學(xué)劉萬(wàn)里教授和北京大學(xué)人民醫(yī)院申占龍教授為論文共同通訊作者。該研究得到北京大學(xué)張澤民教授、周曉華教授、中山大學(xué)鄺棟明教授、深圳灣實(shí)驗(yàn)室張雷研究員、北京大學(xué)人民醫(yī)院栗占國(guó)教授、王杉教授、葉穎江教授、復(fù)旦大學(xué)吳凡教授、復(fù)旦大學(xué)黃競(jìng)荷教授、復(fù)旦大學(xué)陸路研究員、中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所李巖教授、清華大學(xué)祁海教授等多位研究者的大力支持。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、清華大學(xué)免疫所、清華北大聯(lián)合生命中心、清華大學(xué)春風(fēng)基金等支持。
論文鏈接：
https://www.jci.org/articles/view/153454
供稿：生命學(xué)院
題圖設(shè)計(jì)：任帥
編輯：李華山
審核：呂婷
